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基于RFID的公交车自动报站器设计

2019年06月20日

RFID技术已广泛用于物联网,是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预。设计的基于RFID的公交车自动报站器系统由语音模块、红外模块、温湿度模块、单片机以及RFID模块组成,搜集确认公交车的位置信息,并且测量车内温湿度以及车内乘客人数,从而实现智能报站自动化,降低司机工作强度,提高车辆运行的安全性。

在现阶段无人售票车系统中,公交车报站需要司机手动操控报站按钮。传统的人工按键报站已不能满足公交系统的要求,常常出现误报、漏报甚至干脆不报等现象,给乘客带来了很大的不便。手动报站智能化程度低,按键复杂,不仅要求驾驶员熟练操作报站装置,由于同时还在驾驶车辆,也给公家车的安全带来的潜在的隐患。

1 为解决这一问题,本文将单片机、语音芯片、RFID模块相结合提出只能公交报站系统的设计方案。设计实现公交车自动报站器功能,即根据RFID识别结果由单片机控制语音芯片根据存储的站名进行报站,并且实现公交车进出站时自动报站、车辆中途上下车智能处理、发送车内空气信息功能,从而真正实现公交车报站的智能化。

2 系统总体设计方案

系统总体设计如图1所示系统由语音模块、单片机以及RFID模块组成。系统通过RFID,确定车辆所处位置,并通过无线模块将信号传给单片机,然后再由语音模块进行报站。

2.1 RFID站点识别模块

此模块实现公交车站RFID电子标签识别和获取相关信息功能。在每一个公交站台电子标签进行登记,由于RFID电子标签的唯一性,系统识别站点后方可准确识别并且报站。通过对电子标签编码的识别,获取站台信息,最后发送到RFID报站模块中。

2.2 RFID报站模块

接收公交站点发送过来的信息之后,比对该站点是否是该公交车线路中的站点,从系统中获取相关站点的信息,确认之后发送信号到语音播报系统,语音模块播放声音。

3 系统硬件结构原理

3.1 车载端硬件

,车载设备由语音功放电路、串口通信借口、射频收发电路、温湿度测量模块、稳压电路组成。温湿度测量模块由车内单总线数字温度传感器DS18B20(测温范围-55~+125摄氏度)测量车内温度;湿度传感器CHR01测量车内湿度;红外模块检测上下车人数从而得到车内总乘客数量。

3.1.1 湿度传感器CHR01

本系统湿度传感器选用CHR01,它采用功能高分子膜涂敷在带有导电电极陶瓷衬底上,形成阻抗随相对湿度变化成对数变化的敏感部件,导电机理为水分子的存在影响高分子膜内部导电离子的迁移率,具有稳定、低漂移、高精度、快速响应特性、高可靠,耐水性好等特点。

3.1.2 温度传感器DS18B20

DS18B20数字温度传感器接线方便,封装成后可应用于多种场合,如管道式,螺纹式,磁铁吸附式,不锈钢封装式,型号多种多样,有LTM8877,LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。

3.1.3 ISD4004语音芯片

语音提示系统采用美国Winbond公司生产的ISD4004系列作为提示输出语音芯片ISD4004系列工作电压3V,单片录放时间8至16分钟,音质好,适用于移动电话及其他便携式电子产品中。芯片采用CMOS技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口(SPI或Microwire)送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术,每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。

3.2 站台端硬件

站台端硬件主要发送编码控制电路、LED电子电路、射频收发电路和稳压电路组成。射频收发电路发送电子标签信息以及接受车辆发送信息;LED电子电路显示车辆发送至站台的信息。

LED显示:LED显示模块选用1602LCM字符型液晶显示器,1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码。

4 系统软件结构原理

该系统软件由C语言编写,可分为RFID电子标签信息是被解析模块实现信息获取与识别功能;公交车状态判断模块、状态对应的执行程序模块实现信息加工与处理功能。LED显示与语音输出模块实现信息输出功能。

为公交车RFID电子标签信息获取与识别和执行功能简易流程图,若没有接收到或电子标签为“0000”的RFID信号,不执行指令;若收到RFID信号,则分析改站点是否属于该公交车的计划线路,若是,则启动语音芯片报站;若不是,则不发出指令。

5 结束语

按照本文的设计方案,完成了自动报站和站台LED显示功能,成功实现了公交车报站系统的自动化,公交车报站不准现象可得到解决,为公交系统提供可靠且成本可控的公交多功能自动报站系统车内人数以及温度、湿度信息能够在站台上及时显示。若进一步利用无线网络或有线网络将车辆站点数据传送到公交管理部门或交通指挥部门,可对公交运行状况进行实时监控。

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